Difração - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Potiguar (UnP)
Gisele
Gisele12 de Março de 2013

Difração - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Potiguar (UnP)

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Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo da Difração.
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CF062 – Física IV – 4a. Lista de exercícios

cap. 37 – Difração 1. Uma luz monocromática com um comprimento de onda de 538 nm incide em uma fenda com uma largura de 0,025 mm. A distância entre a fenda e a tela é de 3,5 m. Considere um ponto na tela a 1,1 cm do máximo central. (a) Calcule o valor de θ neste ponto (ângulo entre a reta ligando o ponto central da fenda à tela e a reta ligando o ponto central da fenda ao ponto em questão na tela). (b) Calcule o valor de α. (c) Calcule a razão entre a intensidade neste ponto e a intensidade no máximo central. (Halliday 37.10E). 2. O pintor neoimpressionista Georges Seurat (final do século XIX) pertencia à escola do pontilhismo. Suas obras consistiam em um enorme número de pequenos pontos igualmente espaçados (aprox. 2,54 mm) de pigmento puro. A ilusão da mistura de cores é produzida somente nos olhos do observador. A que distância mínima de uma pintura como esta deveria o observador estar para observar a mistura desejada de cores? 3. Uma rede de difração com 20,0 mm de largura possui 6000 ranhuras. (a) Calcule a distância d entre ranhuras vizinhas. (b) Para que ângulos θ ocorrerão máximos de intensidade em uma tela de observação se a radiação incidente na rede de difração tiver um comprimento de onda de 589 nm? (Halliday 37.33E). 4. Uma rede de difração tem 600 ranhuras/mm e 5,0 mm de largura. (a) Qual é o menor intervalo de comprimentos de onda que a rede é capaz de resolver em terceira ordem para λ=500 nm? (b) Quantas ordens acima da terceira podem ser observadas? (Halliday 37.48E). 5. Raios-X de comprimento de onda de 0,12 nm sofrem reflexão de segunda ordem em um cristal de fluoreto de lítio para um ângulo de Bragg de 28o. Qual é a distância interplanar dos planos cristalinos responsáveis pela reflexão? (Halliday 37.53E). 6. Um feixe vermelho de comprimento de onda igual a 633 nm proveniente de um laser de hélio-neônio passa por uma fenda com largura de 0,350 mm. A figura de difração é observada sobre uma tela situada a uma distância de 3,00 m da fenda. Defina a largura de uma franja brilhante como a distância entre os dois mínimos existentes de cada lado da respectiva franja. (a) Qual é a largura da franja brilhante central? (b) Qual é a largura da primeira franja brilhante situada de cada lado da franja central? 7. Suponha que o critério de Rayleigh possa ser usado para determinar o limite de resolução do olho de um astronauta que observa a superfície terrestre enquanto se encontra a bordo do ônibus espacial, a uma altitude de 400 km. (a) Nessas condições ideais, estime a menor dimensão linear que o astronauta é capaz de distinguir na superfície da Terra. Tome o diâmetro da pupila do astronauta como sendo 5 mm e o comprimento de onda da luz visível como sendo 550 nm. (b) O astronauta é capaz de ver com clareza a Grande Muralha da China, que tem mais de 3000 km de comprimento, 5 a 10 m de largura na base, 4 m de largura no topo e 8 m de altura? (c) Um astronauta seria capaz de observar sinais inconfundíveis de vida inteligente na superfície da Terra? (Halliday 37.63). 8. Uma fonte contendo uma mistura de átomos de hidrogênio e deutério emite luz vermelha com dois comprimentos de onda cuja media é 656,3 nm e cuja separação é 0,180 nm. Determine o número mínimo de ranhuras necessário para que uma rede de difração possa resolver estas linhas em primeira ordem. (Halliday 37.47E). 9. Na Fig. 37.39, a reflexão de primeira ordem nos planos indicados acontece quando um feixe de raios X com um comprimento de onda de 0,260 nm faz um ângulo de 63,8o com a face superior do cristal. Qual é o tamanho da célula unitária, a0? (Halliday 37.58P)

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10. Uma luz de comprimento de onda de 440 nm passa por duas fendas, produzindo uma figura de difração cujo gráfico de intensidade I em função da posição angular θ aparece na figura 37.36. Calcule (a) a largura das fendas e (b) a distância entre as fendas. (c) Calcule as intensidades das franjas de interferência com m = 1 e m = 2 e compare os resultados com os que aparecem na figura. (Halliday 37.32P).

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